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Ratgeber: Schweißinvertertechnik zum Lichtbogenschweißen
Für das Lichtbogenschweißen benötigt man einen hohen elektrischen Strom, der nur durch stabile Leitungen gewährleistet wird. Schweißinverter nennt man auch elektrische Schweißstromquellen, welche als spezielle Formen von Wechselrichtern bezeichnet werden. Diese benötigen lediglich technische Verfahren und verzichten gänzlich auf Streufeldtransformatoren, die mit einem Schaltnetzteil vergleichbar sind. Betrieben werden diese mit Wechselstrom. Der simpelste Aufbau einer Schweißstromquelle ist ein Schweißtransformator bestehend aus einem kurzschlussfesten Streufeldtransformator. Bei Schweißstromquellen die Gleichstrom verwenden, muss zusätzlich ein Gleichrichter in den Streufeldtransformator eingebaut werden.
Schweißinverter zum Lichtbogenschweißen
Die Anwendung von Invertschweißgeräten wird beim Lichtogenschweißverfahren erforderlich, da der Wirkungsgrad verglichen mit anderen Schweißgeräten wesentlich besser ist, als unter Verwendung der anderen Schweißstromquellen. Vom grundlegenden Prinzip aus gesehen, funktionieren sie wie ein Schaltnetzteil und werden je nach Leistungsstärke ein- oder dreiphasig an das Stromnetz angeschlossen. Invertschweißgeräte werden speziell für Plasma- , WIG/TIG- ,MIG/MAG– und das Elektroden- Schweißen hergestellt. Mit Hilfe von Leistungshalbleiter wird die Netzspannung mit einer Frequenz zwischen 20 kHz und 150 kHz geteilt und auf eine geringer Spannung über einen verhältnismäßig kleinen Transformator transformiert. Gleichgerichtet wird der Schweißstrom durch Zuhilfenahme von geeigneten Dioden. Desto höher die Frequenz eines Transformators ist, desto kleiner und leichter kann das gesamte Schweißgerät gebaut werden, da man bei Transformatoren mit gleicher Leistung eine Unproportionalität zwischen Frequenz und Baugröße festgestellt hat. Aufgrund höherer Arbeitsfrequenzen können stark dynamische Schweißprozesse leichter umgesetzt werden und ermöglichen zusätzlich die Realisierung verschiedenster Komfortfunktionen. Zu denen gehören die Arc- Force- Steuer, der Antistick und der Hot-Start. Beim Hot-Start werden durch kurzfristige Überlagerung des eingestellten Schweißstromes, Klebenbleiben der Stabelektrode verhindert und der Schweißnahtanfang schneller aufgewärmt. Die Arc-Force-Steuerung regelt elektronisch die kontinuierliche und automatische Erhöhung des eingestellten Stromwerts bezogen auf die Verkürzung des Lichtbogens. Dabei verhält sich die Lichtbogenlänge nahezu gleichbleibend. Durch den Antistick gibt die Anlage kurz vor einem Kurzschluss den eingestellten Maximalstrom ab, was das Festkleben und Ausglühen der Elektrode auf dem Material verhindert und somit das problemlose Weiterarbeiten gewährleistet. Durch die diversen Komfortfunktionen wird die schweißtreibende Arbeit signifikant erleichtert.
Schweißstromtransformator
Zum Schweißen wird ein Strom mit hoher Stromstärke und niedriger Spannung benötigt. Ein Schweißtransformator ist notwendig für die Umformung von niedrigen Stromstärken mit hoher Spannung und ist vergleichbar mit einer Konstantstromquelle, da die Stärke des Stroms bei gleichbleibender eingestellter Last nahezu konstant bleiben.
Schweißstromgleichrichter
Sie wandeln die drei Phasen Wechselstrom in Gleichstrom, der zum Schweißen benötigt, wird um. Die Welligkeit liegt nur bei circa 5%, zum Wechselstrom hingegen ist es ungefähr 10 Mal niedriger. Dort ist mit einer Welligkeit von ungefähr 50% zu rechnen. Um diese Restwelligkeit von 5% zu entfernen, wird ein Glättungsdrossler nachgeschaltet, der die Welligkeit auf nahezu 0% reduziert. Das beeinflusst gravierend das Schweißen durch Verminderung der Spritzerbildung und eine Verbesserung der Lichtbogenführung. Verglichen mit den Inverterschweißgeräten haben Schweißstromgleichrichter nutzende Geräte einen wesentlich geringen Wirkungsgrad, welcher lediglich bei 60% liegt.
